寬溫度區間的溫差電性能測量裝置的製作方法

2023-07-12 17:42:26

專利名稱：寬溫度區間的溫差電性能測量裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種能在寬溫度區間內連續測量材料溫差電性能的裝置。
背景技術：
溫差電材料也稱熱電材料，是能將熱能和電能直接轉換的材料。當材料兩端有溫差時，兩端有電勢輸出；當給材料通電時，熱量從材料的一端輸往另一端；因此溫差電材料可來發電和製冷。標誌溫差電材料性能的參數有Seebeck係數、電導率和熱導率。Seebeck係數是單位溫差形成的熱電勢。
溫差電材料在工作時，一端處於高溫，另一端處於低溫，中間部分處在不同的溫度。因此表徵溫差電材料的性能，必須在一個比較寬的溫度區間內進行測量。在溫差電材料研究中，測量溫度範圍要求從低溫直至材料的熔點溫度附近；這就要求測量設備能適應很寬的測量溫度範圍。現有的測量設備，往往只能從低溫到室溫，或者從室溫到高溫；因此要獲得表徵材料從低溫到高溫的性能數據，就必須依靠兩臺設備進行測量。這樣的測量方式不但不方便，而且由於兩臺儀器的系統誤差不一致，測量原理也不一致，得到的性能曲線在室溫處有突變。

發明內容
針對現有技術中存在的不足之處，本發明提供一種測量方便、能在寬溫度區間內連續測量材料溫差電性能的裝置。
本發明為達到以上目的，是通過這樣的技術方案來實現的提供一種寬溫度區間的溫差電性能測量裝置，包括用於測試的工作檯和帶有抽真空裝置的密封的真空室，真空室內分別設置加熱裝置和用於放置液氮的液氮腔；進管的下端與液氮腔相連通，進管的上端位於真空室的外部；出管的下端與液氮腔相連通，出管的上端位於真空室的外部；液氮腔上放置工作檯，工作檯與液氮腔之間設置絕緣層。
作為本發明的寬溫度區間的溫差電性能測量裝置的一種改進，加熱裝置環繞著工作檯。
作為本發明的寬溫度區間的溫差電性能測量裝置的進一步改進，進管的上端與液氮杯相連通。
本發明的寬溫度區間的溫差電性能測量裝置，能用於從-150℃到1000℃溫度範圍內連續測量材料的溫差電性能。液氮杯、進管、液氮腔和出管組成一個液氮冷卻系統。依靠液氮冷卻系統的冷卻功能和加熱裝置的加熱功能，本發明的測量裝置，能實現從低溫到高溫的連續測量。由於使用的是同一個測量裝置，因此能保證測試數據的準確度和系統誤差的一致性，避免了所得的性能曲線在室溫處的突變。


圖1是本發明的寬溫度區間的溫差電性能測量裝置的剖視結構示意圖。
具體實施例方式
參照上述附圖，對本發明的具體實施方式
進行詳細說明。圖1給出了一種寬溫度區間的溫差電性能測量裝置，包括密封的真空室2；真空室2自身帶有抽真空裝置，真空室2內分別設有用於測試的工作檯5、加熱裝置9和用於放置液氮的液氮腔7。進管4的下端與液氮腔7相連通；進管4的上端穿過真空室2的側壁後與位於真空室2外部的液氮杯1相連通。為了保證真空室2的密封性，進管4應該與真空室2的側壁無間隙的相接觸。出管6的下端與液氮腔7相連通，出管6的上端3穿過真空室2的側壁後位於真空室2的外部。同樣為了保證真空室2的密封性，出管6應該與真空室2的側壁無間隙的相接觸。液氮腔7上放置工作檯5；由於液氮腔7和工作檯5均由金屬製成，為了避免實際測試時兩者間發生導電現象，因此在工作檯5與液氮腔7之間設置絕緣層8。為了使加熱均勻，加熱裝置9環繞著工作檯5進行設置。
本發明的寬溫度區間的溫差電性能測量裝置實際工作時，作為現有技術的測試儀器位於真空室2的外部；因此可在真空室2的側壁上設置真空接頭10，工作檯5上的導線通過此真空接頭10與測試儀器上的導線相對接，從而實現工作檯5與測試儀器相連。被測的溫差電材料置於工作檯5內。工作過程如下首先，真空室2依靠自身附帶的抽真空裝置抽真空至10-3帕；然後將液氮倒入液氮杯1，液氮經過進管4後進入液氮腔7；液氮吸收熱量後進行蒸發，蒸發出來的氮氣和溢出的液氮通過出管6的上端3流出。本發明的工作檯5通過絕緣層8和液氮腔7緊密接觸；因此，工作檯5能被液氮腔7迅速降溫到-150℃左右；本發明的冷卻方式具有冷卻區域小、所需液氮量小、速度快的優點。本發明的液氮冷卻系統與真空室2隔絕，不影響真空室2內的氣氛。
然後開始測量，開啟加熱裝置9，這樣工作檯5處的溫度就能從-150℃緩慢升溫直到1000℃。
最後，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發明的一個具體實施例。顯然，本發明不限於以上實施例，還可以有許多變形。本領域的普通技術人員能從本發明公開的內容直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種寬溫度區間的溫差電性能測量裝置，包括用於測試的工作檯(5)，其特徵是還包括帶有抽真空裝置的密封的真空室(2)，所述真空室(2)內分別設置加熱裝置(9)和用於放置液氮的液氮腔(7)；進管(4)的下端與液氮腔(7)相連通，進管(4)的上端位於真空室(2)的外部；出管(6)的下端與液氮腔(7)相連通，出管(6)的上端(3)位於真空室(2)的外部；所述液氮腔(7)上放置工作檯(5)，工作檯(5)與液氮腔(7)之間設置絕緣層(8)。
2.根據權利要求1所述的寬溫度區間的溫差電性能測量裝置，其特徵是所述加熱裝置(9)環繞著工作檯(5)。
3.根據權利要求1或2所述的寬溫度區間的溫差電性能測量裝置，其特徵是所述進管(4)的上端與液氮杯(1)相連通。
全文摘要
本發明公開了一種寬溫度區間的溫差電性能測量裝置，包括用於測試的工作檯(5)，還包括帶有抽真空裝置的密封的真空室(2)，所述真空室(2)內分別設置加熱裝置(9)和用於放置液氮的液氮腔(7)；進管(4)的下端與液氮腔(7)相連通，進管(4)的上端位於真空室(2)的外部；出管(6)的下端與液氮腔(7)相連通，出管(6)的上端(3)位於真空室(2)的外部；所述液氮腔(7)上放置工作檯(5)，工作檯(5)與液氮腔(7)之間設置絕緣層(8)。本發明的測量裝置能用於在寬溫度區間內連續測量材料的溫差電性能。
文檔編號G01R31/00GK1837801SQ20061005045
公開日2006年9月27日 申請日期2006年4月21日 優先權日2006年4月21日
發明者倪華良, 趙新兵, 朱鐵軍, 塗江平 申請人:浙江大學